2017 Fiscal Year Annual Research Report
Welding Technology using Laser Beam Controlling on Thick Steel Plate for Shipbuilding
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15H04214
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
山本 元道 広島大学, 工学研究科, 准教授 (30274111)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ホットワイヤ / レーザ / 半導体レーザ / 高張力鋼 / 厚鋼板 / 強度 / 靭性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の項目について研究を実施した．
（1）昨年度までに設計・製作したマルチセンサーカメラ（温度計測と同時に可視化画像の取得を可能にする，合計4つの各種センサーを有するカメラ）を用いて，ホットワイヤ・レーザ溶接中の温度計測，溶融池挙動，ワイヤ送給挙動などを取得した．約1,000℃までは安定した温度分布を計測することができた．また同時に，ホットワイヤおよび溶融池挙動を明瞭に取得することができた．さらに，取得したデータを用いた溶接欠陥検出に関する検討を行うことができた．
（2）昨年度までの結果から，半導体レーザによるビーム形状制御の検討を行った．ホットワイヤと板厚程度の長い矩形ビームとを組み合わせてウィービング装置を併用することで，母材希釈を抑えつつ，融合不良を抑制できることが明らかになった．また，開先に比べて細い矩形ビームをウィービング装置を用いて揺動することで，母材壁面の適正な溶融を維持しつつ，開先幅の変動にも対応できることが明らかになった．
（3）ワイヤ選択，溶接条件選択（溶接速度，開先幅）によって，溶接金属部幅，溶接金属部強度（硬さ），熱影響部幅，熱影響部強度（硬さ）を種々組み合わせた継手を作製することが可能となった．継手作製前に，FEMを用いて，継手強度，継手伸び，継手破断位置をあらかじめ予測し，実際に狙った特性を有する継手を製作できることができた．上記手法を用いて，母材破断する高強度・高延性かつ，溶接金属部ならびに熱影響部において十分な低温靭性を有する，理想的な継手を作製することができた．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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